P-9800能量色散X荧光分析仪

       一概述

       X荧光分析技术是一种可靠的常规分析手段，开始于20世纪50年代初，经历了50多年的不断发展，现在已成为物质组成分析的方法之一。与传统化学分析手段相比，具有无损、多元素检测、分析成本低等特点。随着电子技术的发展和计算机性能的提高，X荧光分析仪已经成为一种重要的分析和检测工具，X射线荧光分析不仅是材料科学、生命科学、环境科学等普遍采用的一种快速、准确而又经济的多元素分析方法，也是野外现场分析和过程控制分析等方面仪器之一，同时，成为地质、冶金、建材、石油化工、半导体工业和医药卫生等领域的重要分析手段。 

       P-9800能量色散X荧光分析仪，是先达公司推出的达到世界水平、国内水平的全元素分析仪器，该仪器利用低能X光管进行激发，采用了国外半导体电制冷探测器进行探测，为粉末样抽真空测量设计的上照式结构，分析元素多，范围广，2048道数字化多道脉冲分析技术对X射线光谱进行精细分析，一次性可以完成30多种元素的快速、准确分析，一台设备相当于一个化验室，是现代分析化学重要的分析手段之一。

      二、用途及应用领域

      钢铁行业：生铁、炉渣、矿石、烧结矿、球团矿、铁精粉、铁矿石等元素分析。

合金行业：硅铁合金、硅锰合金、高碳锰铁等。

水泥行业：生料、熟料、水泥、原材料等元素分析。

耐火材料：主要包括高硅质的粘土类、高铝质的矾土类、高镁质的镁砂类、高铬质类、各类刚玉等耐火材料元素分析。

陶瓷企业：各种原料成份检测。

有色行业：铝厂各类样品、铅锌矿、铜矿、锡矿、银矿、钼矿等元素分析。

    三、工作原理

    X射线管放出的X射线与样品中元素的原子相互作用，逐出原子内层电子，当外层电子补充内层电子时，会放出该原子所固有能量的X射线，称之为特征X射线。各种元素的原子受激发后，在退激过程中放出的特征X射线能量各不相同，例如铁的特征X射线（FeKα）能量为6.4KeV,铜的特征X射线(CuKα)能量为8.0KeV等等,依次可进行定性分析。在条件下，特征X射线的强度与元素含量（品位）成正比，依此可进行定量分析。

    对于无限大空间饱和厚度，并且表面均匀的样品，当二次荧光可以忽略时，目标元素的特征X射线强度（IK）可以用下式表示：

               IK=KI0Ck/(μ0/sinφ+μK/sinψ)                    

式中：K为与探测器的激发效率有关的常数；I0为入射射线强度；Ck 为目标元素的含量；μ0为入射射线在样品中的质量吸收系数；μK 为特征X射线在样品中的质量吸收系数；φ为入射射线与样品表面间的夹角；ψ为特征射线与样品表面间的夹角；

    以上公式是X射线荧光分析基本理论公式。在实际样品分析时，由于样品中物质成分差异，还应考虑基体效应校正，当不能满足上述条件时，还应作密度（浓度）、粒度、湿度等修正，才能得到正确的结果。

       四、仪器结构

       仪器采用上照式的光路结构，由高压电源、X光管、探测器、放大器、多道分析器、数据处理、记录显示、分析测试平台等部分组成。系统的结构原理图如下图所示：

       高压电源：是给X光管提供高压和电流并保持高压和电流稳定的装置，由升压变压器、高压整流滤波、电压电流调整及其相关的安全保护装置构成。

       X光管：由发射热电子的灯丝阴极和接受电子的靶阳极组成。在电流作用下发射热电子，在二极间高压电场作用下，热电子高速飞向靶阳极，产生X射线。

       探测器：将X荧光转变为电压脉冲信号。为了准确区别不同能量的X荧光，必须采用SDD半导体探测器才能达到能量分辨率。

       放大器：电压脉冲信号放大到倍数，分为前置放大器和主放大器。前置放大器一般设计在探测器内，主放大器一般和多道分析器设计在同一主板里。

多道分析器：多道脉冲幅度分析器是核谱测量中的关键部件，它的作用是把被测得的模拟量转变成计算机可以接受的数值量。经过放大的电压脉冲信号进入模数转换器（ADC）以数字形式进入和存储在分析器各自的通道。幅度相同的脉冲进入同一通道，并加以记录。

数据处理：主要包括X荧光能谱谱线的成形、谱线中各元素的特征谱峰识别、谱线的能量刻度、目标元素对应峰面积的计算、谱线漂移实时稳谱、建立数据库、分析样品、含量计算及报告打印等功能。

       分析测试平台：测试平台可以自动升降、样品架360度无死角自动旋转，激发和探测部分在平台的上方，内有摄像头可以监测样品。

       五、工作环境要求

环境温度要求：15℃-30℃

环境相对湿度：<70%

工作电源：交流220±5V

       六、性能特点

※ 上照射式光路结构，专利技术的样品自动升降测量平台和自旋系统，测量粉末样品，抽真空时即使落灰或垮样，也不会污染探测器和光管，具有测量精度高、维护方便等优点；

※ 采用全数字化谱分析技术，计数率高，无漏计，稳定性好；

※ 光管激发样品，无放射源，多重防护设计，使仪器的整机辐射完全符合国家辐射防护标准(提供省级及以上环保部门出具的实行豁免管理的文件)，让用户用的放心，安全可靠；

※ 采用目前电致冷硅漂移Fast-SDD半导体探测器，分析元素多，分辨率高；

※ 采用高真空度测样装置，10秒快速抽气，可以保证30分钟不漏气，消除了空气对低能X射线的阻挡，不仅可以分析K、Ca、Ti、V、Fe、Co、Ni、W、Cu、Pb、Zn、As等重元素，还可以满足对Na、Mg、Al、Si、S、P、Cl等轻元素的准确分析；

※ 样品种类：粉状；

※ 腔内环境：空气或真空；

※ 采用自动寻峰、S标样测量等方式，确保了仪器短期稳定性和长期稳定性；

※ 根据不同样品自动切换滤光片和准直器，保证了不同类型样的测量精度；

※ 开放式工作曲线标定平台，可量身定做物质检测分析和控制方案；

※ 自行设定报告格式（Excel、PDF等），符合多种统计及格式要求；

※ 人性化设计，一体化结构，可适应不同环境，24小时连续工作，故障率低；

※ 专业的分析软件，可以实现模式识别，自动分类，开放式软件操作平台，方便用户根据自身需要增加样品种类和类型，不受软件限制，融合了一系列光谱处理方法，包括FFT（快速傅立叶变换滤波）、背景扣除方法、微商自动寻峰和Quasi-Newton(准牛顿)优化算法等；

※ 2048道多道谱仪实时测量显示，对样品X光谱进行精细分析，系统可自动识别谱线，方便了解样品的组成；

※ 可一次性实现30多种元素的快速、无损、准确分析；

※ 数据管理设有用户密码，加强测试数据的严肃性及质量品控的可靠性。